Третий__закон Ньютона

Механическое воздействие тел друг на друга носит характер их взаимодействия: если тело 1 действует на тело 2 с силой F ₂₁, то и тело 2 в свою очередь действует на тело 1 с силой F ₁₂. Третий закон Ньютона (закон равенства действия и противодействия) утверждает, что силы взаимодействия двух материальных точек равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки: F ₁₂ = – F ₂₁. (4.1)

Физический смысл третьего закона Ньютона заключён в следующих утверждениях:

1) силы возникают парами и имеют одинаковую природу;

2) они приложены к разным телам;

3) эти силы равны по величине в любой момент времени независимо от движения взаимодействующих тел;

4) они действуют вдоль одной прямой в

противоположных направлениях. На каждое из двух взаимодействующих тел действует только одна сила (F 12 или F 21), которая и сообщает данному телу ускорение.

Третий закон Ньютона строго выполняется в случае контактных взаимодействий (т.е. при непосредственном соприкосновении тел), а также при взаимодействии покоящихся тел посредством поля. В классической механике третий закон Ньютона всегда справедлив. В других случаях, например, в электродинамике, при рассмотрении взаимодействия движущихся зарядов, бывают обстоятельства, при которых третий закон Ньютона не выполняется. В нашем курсе мы не будем исследовать такие

исключительные случаи. Три основных закона динамики, сформулированные Ньютоном, были известны до него. Но до Ньютона не было представления о том, что эти три закона являются основой всей механики. Только Ньютон, исследуя и анализируя движения всевозможных тел, указал, что все сколь угодно сложные механические явления подчинены трём законам динамики. Поэтому название законов динамики справедливо связывают с именем Ньютона.

Понятие о замкнутой системе. Группу тел, выделенных из множества тел, называют системой тел. Силы взаимодействия между телами, входящими в систему, называют внутренними. Силы, действующие на тела, входящие в систему, со стороны тел, не входящих в систему, называют внешними. Исходя из третьего закона Ньютона можно сделать вывод о том, что в любой системе взаимодействующих тел векторная сумма сил, с которыми тела, входящие в систему, действуют друг на друга (внутренние силы), должна быть равна нулю (∑ F внутр = 0). В этом случае силы взаимодействия (внутренние силы) не будут влиять на значение ускорения всей системы в целом. Ускорение системы определяется всеми силами, действующими на

тела системы (внешними силами):

m_сист a _сист = ∑ F _внеш (4.2)

Систему тел называют замкнутой, если на нее не действуют внешние силы.